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臺灣

引「陽」入室~將陽光導入室內之研究

節能減碳議題目前最受矚目。本研究利用雷射光模擬太陽光,找出兩玻璃鏡片之間的角度約20度時,可最有效率收集陽光;製作陽光收集器,並尋找各種反射鏡片的最佳材料。改良後,使用「防水塑料鏡面貼紙」製作第三代陽光收集器,兼具前代優點且增強防水效果;在陽光收集器下方放置「凸透鏡裝置」,使光線更容易聚集,並由光纖將陽光引導至室內,形成陽光收集器綜合裝置。研究顯示:1.第三代陽光收集器(綜合裝置) 照射照度計,比較後發現增強效率為原本的3.76~22倍 間,平均值為12.22倍。2. 光纖長度並不影響引導至室內光線的強度。3.預計應用在學校教室及地下室照明,及改善榕樹下陰影處草皮不易生長之問題4.陽光收集器收集效率高,可直接裝置太陽能板上。

反轉式風力發電之磁浮轉子研究之探討

本研究的風力發電裝置除了在轉子裝上旋翼外,再將定子裝上另外反轉旋翼,並分析單雙組旋翼在不同電阻、風速等變因下所受的影響,以及磁浮軸承的擺動軌跡。以QBLADE軟體設計旋翼,並以飛機木製作。利用送風機產生風能,以自耦變壓器控制風速、可變電阻改變電阻並進行單雙組旋翼測量;用不同水平力施於磁浮軸承,觀察其擺動。最後將測得數據製成Excel圖表,分析趨勢。

是晴天霹靂還是雷雨交加?

本研究探討閃電的發生與環境變因的關係,主要可以分成兩個部分:第一部份我們先分析各地的落雷閃電發生次數,比較不同季節、地形、地理位置及不同天氣狀況,例如冬季冷鋒過境時的鋒面雨、春末夏初5月到6月的梅雨季、夏季8月西南氣流強降雨事件中的閃電次數,並依當時環境因素進行推測。第二部分,我們進行有關閃電的模擬實驗,在封閉的保溫玻璃箱中試著改變不同的溫度和濕度,對實驗的結果進行討論、分析,找出影響閃電發生的環境因素。

剪與摺的藝數

本研究旨在探討剪紙書及網路上介紹六摺與十摺摺紙摺法的正確性與角度的差異性。我們利用30°-60°-90°三角形的邊長比與黃金三角形衍生出的直角三角形其中一邊與斜邊比為1:√5-1 這兩個性質分別來驗證六摺摺法及十摺摺法的正確性。而後我們證出剪紙書及網路上介紹之摺法均未能摺出正確的角度,並研究可摺出正確角度的摺法。最後我們測量正確與錯誤摺法所摺出的角度,利用Excel比較與分析幾種摺法之差異,並探討影響角度正確性的因素:除摺法本身正確與否,還有色紙的大小及厚度、摺紙過程是否準確、步驟多寡等。

葉酸缺乏及葉酸補充調控乳癌細胞轉化成癌幹細胞並促進體外腫瘤形成

研究指出葉酸營養狀態與乳癌的風險有相互關聯且癌幹細胞是扮演癌症轉移的主要角色。葉酸缺乏和葉酸補充皆能促進癌細胞的轉移。本研究探討葉酸營養不良和葉酸補充是否會促進乳腺癌細胞轉變成癌幹細胞,將乳癌細胞株養於正常葉酸、低葉酸和高葉酸中,藉以模仿癌症病人的葉酸營養狀態。細胞在每個葉酸濃度中培養2、 4 、 8 天後再培養於腫瘤球體培養液中並測量四種幹細胞標記-mTOR,SHH,Sox2和Nanog。結果顯示:低葉酸會導致癌細胞的生長停滯,藉由標記的表達增加顯示長期低葉酸會促進細胞轉變成癌幹細胞。於腫瘤球體培養液時,低葉酸組亦較對照組於體外產生較大及較多的腫瘤球。高葉酸組會加速癌細胞的增殖和向癌幹細胞的轉變且細胞增生較快並表達較多的標記,其腫瘤球體亦是最大和豐富的。總之,低葉酸和高葉酸都增強了乳腺癌細胞的腫瘤生成和轉變成癌幹細胞。

探討Naa10p突變對神經發育的影響

Naa10p(N-alpha-acetyltransferase 10 protein)突變患者多半有智力障礙的問題,先前也有研究顯示Naa10p會影響神經元的發育,但對於Naa10p如何影響神經發育的機制並不清楚。本研究先利用CRISPR/Cas9技術製作Naa10p的小鼠胚胎幹細胞突變株,再觀察突變株細胞分裂速率與神經分化型態的差異,並分析小鼠胚胎發育過程Naa10p以及相關互動因子與基因的表現。 本研究發現突變的Naa10p會使其與核糖體互動的比例降低,其中V111G突變株的Naa10p完全無法和HYPK結合,與核糖體大次單元互動的比例降低最明顯,我們推論HYPK能夠協助Naa10p和核糖體的互動,進而影響蛋白質的乙醯化程度,影響蛋白質的相關功能;另外,我們也發現在突變株中,與細胞週期、細胞分化相關基因:Oct4、Pax6皆出現表現異常的現象。

永不妥協

本文籍由一套數學遊戲的必勝方法及其背後潛藏的數學原理,來作為研究目標。透過研究德國數學家E.Sperner 提出的方法所延伸的數學遊戲,來解決潘建強、邵慰慈兩位教授留下來沒有證完的遊戲結果[1],並將遊戲增廣至三維空間的探討且得到如下的結論: 一、平面棋盤 (1)不可換色,先下者恆勝,其最快獲勝方法,為依所下位置的三角形衍生子圖周界走。 (2)可換色,獲勝規則由棋盤的總頂點數決定,若棋盤的總頂點數為奇數,先下者獲勝;若棋盤的總頂點數為偶數,則後下者獲勝。 二、空間棋盤 (3) 不可換色,先下者恆勝,而最佳下法,則是下在大四面體本身內部的某一點,且其最快獲勝方法為,依正四面體稜邊所下位置走。 This study is mainly about an invincible method of a mathematical game and its theory from which it is derived. We want to solve the problems left by Professor Poon, K.K and Professor Shiu,W.C. and meanwhile extend it into three dimensions through the method brought up by E. Sperner[1]. On two dimensional case, the first player will win the game forever on condition that these two players can't change their chesses colors at will. And the fastest way to win will be just putting the chesses that along the baby triangle boundaries. If both players can change their chesses colors randomly, count the chesses number before starting the game. It is calculated that if the number of the total chesses is odd, the first player will win the game in normal and logical circumstances. On the contrary, if the number of total chesses is even, the latter will win. On three dimensional case, the first player will definitely win the game without allowing changing chesses colors. And the best strategy is putting chesses in the inner of the big tetrahedron; what’s more, going along the edge of the tetrahedron will be shortest way to win the game.

「蟀」哥的奧林匹克~看誰跳得高?跳得遠?

我們以小扁頭蟋蟀、台灣大蟋蟀、烏頭眉紋蟋蟀、家蟋蟀與黃斑黑蟋蟀等五種蟋蟀成蟲為研究對象,利用壓克力觀察箱與GoPro7攝影機,以120fps高速攝影蟋蟀的垂直跳躍與水平跳躍,總計完成804部影片上傳至youtube的影片編輯器,以0.25倍慢速播放紀錄分析,找出跳得最高、跳得最遠與最會跳的蟋蟀。 最後總計完成109隻蟋蟀外型特徵、垂直跳躍高度與水平跳躍距離的分析,結果顯示:1.家蟋蟀的後腿/體長比最大,是「長腿王」;2.家蟋蟀的垂直跳躍高度(體長數)最高,是「跳高王」;3.家蟋蟀的水平跳躍距離(體長數)也最遠,是「跳遠王」;4.接受刺激後的跳躍率,眉紋蟋蟀是垂直跳躍的「跳跳王」,小扁頭蟋蟀則是水平跳躍的「跳跳王」。

揮發性化合物抑制水稻去白化的分子機制

植物受逆境時常釋出VOCs (Volatile organic compounds)。本研究首度發現一種VOC-月桂烯(myrcene)可抑制水稻芽鞘之去白化現象(de-etiolation)。我們分別在螢光顯微鏡與穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察水稻芽鞘,發現葉綠素分布與葉綠體分化均被月桂烯所抑制。研究發現水稻在月桂烯處理下去白化現象受抑制,是因葉綠素合成相關基因ACSF被抑制所致。同時有一些參與光合作用光反應、 碳反應基因表現也有受影響。月桂烯影響光合作用相關基因,有三種不同類型:一、黑暗下基因產物幾乎不表現,照光後才累積,累積量受月桂烯抑制,如RCA、 ISP、G3PD;二、在暗處下基因產物之累積就被月桂烯大量抑制,如ACSF,ATPS;三、黑暗下基因產物之累積受月桂烯抑制,同時月桂烯抑制照光後光誘發基因累積速率,如FNR。由基因產物累積量推測轉錄因子MYB-TF1參與月桂烯抑制去白化現象,且推測RCA、ISP、G3PD為其下游基因。我們進一步分析轉譯後修飾,在磷酸蛋白分析中,我們發現月桂烯會抑制35 kD 的phosphoprotein (pp35) 之去磷酸化,這暗示pp35可能參與月桂烯抑制水稻去白化現象。VOCs含天然毒素,可抑制附近植物生長,可為天然農藥。

色藏冰芯-探討水結冰之純化作用

水結冰的過程為什麼體積會膨脹?雖然課本都有寫,但卻沒有說明真正的原因。我想知道的是水結冰時若是遇到其他物質的抵抗,是否能用明顯的巨觀結果來證實我的推論與預測?冰芯的形成又與奈米冰晶的多寡有何關係? 透過比較不同水質的結冰結果,進而探討各種溶質的冰芯差異,期間發現容器的形狀與材質對形成冰芯的影響,特別是有無包覆可以用來控制冰芯的形狀。證實形成「奈米冰晶結構」時擴大版圖的「純化作用」的確存在。 透過探究水結冰時和其他物質的交互作用以及冷卻環境差異所造成奈米冰晶結構強弱,經拉曼光譜儀的掃描分析,形成「純化作用梯度力」的物理解釋模型,希望未來能進一步製作能結出創意冰芯形狀的製冰容器。